Пестицид ддт и его виды. Особенности дихлордифенилтрихлорэтана и его применение против сорняков и паразитов Как быстро разлагается в воде ддт
Тема: пестициды
Хлорорганические соединения
Ф ОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
В сельскохозяйственном производстве большое значение придается хлорорганическим соединениям (ХОС). Они обладают широким диапазоном пестицидного действия, активны против вредных насекомых, клещей, патогенных грибов. Многие ХОС очень стойки, высокотоксичны, с выраженными кумулятивными свойствами.
По степени токсичности среди хлорорганических соединений имеются:
сильнодействующие ядовитые вещества (хлорсмесь, гамма-изомер гексахлорана),
высокотоксичные (дихлорэтан, гексахлорбутадиен, полихлор-камфен, тиодан),
среднетоксичные (ДДТ, ДДД, по-лихлорпипен, полихлорбутан) и
малотоксичные (эфир-сульфонат, тедион, мильбекс, фталан, дилор и др.) пестициды.
Все они могут поступать в организм сельскохозяйственных животных через
дыхательные пути, пищеварительный тракт, неповрежденную кожу.
Большинство хлорорганических соединений - кристаллические или аморфные вещества, нерастворимые в воде, хорошо растворимые в жирах и липоидах. Обладая кумулятивными свойствами, они накапливаются в жировой ткани, центральной нервной системе и других органах, способны выделяться с молоком.
По химической структуре хлорорганические соединения делят на:
хлорпроизводные алифатических углеводородов (Гексахлорбутадиен, немагон, дихлорэтан),
ациклических углеводородов (гексахлоран, линдан),
3. ароматических углеводородов (гексахлорбензол, кель-тан, теднон),
полихлортерпены (полихлоркамфен, по-лихлорпипен),
полихлорциклодиены (гептахлор, дилор, алдрин).
Важным отрицательным показателем пестицидов данной группы является их свойство на продолжительное время задерживаться в объектах окружающей среды.
ХОС относят к числу очень стойких и стойких препаратов; период их полураспада длится у большинства хлорорганических соединений более двух лет.
Вот почему из 1,5 млн. т использованного в мире ДДТ за период с 1940 по 1970 гг. только треть разрушилась до безвредных веществ, остальное количество ДДТ с его активными метаболитами продолжает мигрировать по пищевым цепям экологических систем биосферы. ДДТ и его метаболиты (ДДД, ДДЭ) до сих пор в токсических концентрациях обнаруживают у дельфинов, пингвинов и других морских животных.
Хлорорганические соединения хорошо растворяются в жирах (липидах). ХОС, попав в организм, накапливаются в подкожном и внутреннем жире,
печени, железах внутренней секреции (надпочечники), головном и спинном мозге.
ХОС обладают более выраженным гонадотоксическим действием -изменяется метаболизм половых гормонов, развивается бесплодие самцов. Обработка, например, водоемов против личинок комаров ведет к накоплению ХОС в зоопланктоне, которые затем по пищевым цепям переходят в организм рыб, водоплавающих птиц и т. д.
ХОС обнаруживаются в мясе до 6 мес, а в почках до 9 мес.
Выделяются ХОС из организма через кишечник, почки, у лактирующих животных с молоком.
Установлено, что если в грубых кормах содержится 7-8 мг/кг ДДТ, то в молоке его будет 3, а в сливочном масле 70 мг/кг продукта.
Хлорпроизводные алифатических углеводородов
Дихлорэтан (ДХЭ, этилендихлорид) - бесцветная легкоподвижная жидкость с запахом хлороформа. Нерастворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях, очень летуч. В присутствии воды гидро-лизуется, выделяя хлористый водород. Высокотоксичен. Для фумигации складских помещений расходуют 300- 450 г/м 3 . Предельно допустимая концентрация (ПД^Г) в воде 2 мг/л, в зерне допускается его до 7 мг/кг. Сильно раздражает кожу, слизистые оболочки. Резорбтивное действие на организм животных характеризуется выраженным угнетением центральной нервной системы по типу наркотических средств. Патологический процесс осложняется носовыми и желудочными кровотечениями, конъюнктивальным и внутрипеченочными кровоизлияниями, отеком легких, гемолизом эритроцитов. Особенно токсичен основной метаболит хлорэтанол.
Немагон (фумазон) - тяжелая жидкость желтого цвета с сильным запахом. Плохо растворим в воде, хорошо - в органических растворителях, маслах. Почвенный фумигант. Норма расхода технического препарата в закрытом грунте 300 кг/га, гранулированного до 1000 кг/га. Для животных среднетоксичен; очень чувствительны цыплята (ЛД50 - 60 мг/кг). Препарат обладает сверхкумулятивными свойствами, сильно раздражает слизистые оболочки и кожу.
Гекеахлорбутадиен (ГХБД) - бесцветная маслянистая жидкость. Плохо растворим в воде, хорошо - в жирах и органических растворителях. Применяют в качестве гербицида и инсектицида. Препарат высокотоксичен. Обладает выраженными кумулятивными свойствами. Раздражает слизистые оболочки и кожные покровы. Эмбриотоксичен, летуч.
История создания, получение, применение
ДДТ (C 14 H 9 Cl 5) - это классический пример инсектицида. По форме ДДТ представляет собой белое кристаллическое вещество, не имеющее вкуса и почти без запаха. Впервые синтезированный в 1873 году австрийским химиком Отмаром Цейдлером (en:Othmar Zeidler), он долгое время не находил себе применения, до тех пор пока швейцарский химик Пауль Мюллер (Paul Müller) в 1939 году не открыл его инсектицидные свойства, за что получил Нобелевскую премию по медицине в 1948 году , как «За открытие высокой эффективности ДДТ как контактного яда» .
ДДТ - это исключительно эффективный и очень простой в получении инсектицид. Его получают конденсацией хлорбензола (C 6 H 5 Cl) с хлоралем (Cl 3 CCHO) в концентрированной серной кислоте (H 2 SO 4).
ДДТ является инсектицидом наружного действия, то есть вызывающим смерть при внешнем контакте; он поражает нервную систему насекомого. О степени его токсичности можно судить по тому, что личинки мух гибнут при попадании на поверхность их тела менее одной миллионной миллиграмма ДДТ. Таким образом можно утверждать то, что ДДТ обладает высокой токсичностью для насекомых, при этом в соответствующих концентрациях для теплокровных животных он безвреден. Однако в случае превышения таковых он также оказывает токсическое действие. В частности, у человека, в организм которого ДДТ может проникнуть через органы дыхания, кожу, желудочно-кишечный тракт, он вызывает отравление, признаками которого являются общая слабость, головокружение, тошнота, раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. Особенно опасны отравления ДДТ при обработке помещений и посевного материала. Кроме того, воздействие на организм в больших дозах может привести к летальному исходу. Данные, полученные в результате клинических исследований, позволяют определить токсичность ДДТ для человека следующим образом:
В связи с опасностью отравления ДДТ все виды работ с ним проводятся с обязательным использованием средств индивидуальной защиты (спецодежды, спецобуви, респиратора , противогаза , защитных очков и так далее).
Польза и вред ДДТ
Кроме бытовой пользы в качестве средства борьбы с такими вредителями, как мухи , тараканы и моли , а также пользы для сельского хозяйства в качестве средства для борьбы с такими вредителями, как колорадский жук и тля , ДДТ имеет ряд общепризнанных заслуг мирового масштаба, среди них наиболее значимы следующие:
Таким образом, мир быстро приобрёл положительный опыт применения ДДТ. Этот опыт стал причиной быстрого роста производства и применения ДДТ. Рост производства и применения ДДТ был не единственным следствием «положительного опыта». Он явился также причиной формирования в сознании людей ошибочных представлений о нетоксичности ДДТ, что в свою очередь привело к культивированию безалаберности в применении ДДТ и халатного отношения к нормам безопасности. ДДТ применялся везде и всюду без соблюдения требований, установленных санитарно-эпидемиологическими стандартами. Сложившаяся ситуация не могла не повлечь негативных последствий.
Пик этой эйфории пришёлся на 1962 год , когда в мире были применены по назначению 80 миллионов килограммов ДДТ и произведены 82 миллиона килограммов. После чего объёмы производства и применения ДДТ начали падать. Причиной этому явилась развернувшаяся во всём мире дискуссия о вреде ДДТ, которая была обусловлена книгой американской писательницы Рэйчел Карсон «Сайлэнт спринг» («англ. Silent Spring », что в переводе означает «Тихая весна» или «Безмолвный родник»), в которой Карсон утверждала, что применение ДДТ оказывает вредное влияние на функцию воспроизводства у птиц . Книга Карсон вызвала широкий резонанс в США. Сторону Карсон приняли различные экологические организации, такие как Экологический Фонд Защиты (англ. Environmental Defense Fund ), Национальная Федерация Живой природы (англ. National Wildlife Federation ). На сторону противников Карсон встали производители ДДТ и поддерживающая их государственная администрация в лице Агентства по охране окружающей среды. Спор о вреде ДДТ вскоре перерос из национального в международный.
В своей книге Карсон опирается на исследования Джеймса ДэУитта (англ. James DeWitt ), обобщённые в его статьях «Воздействие хлоруглеродных инсектицидов на перепёлку и фазана» (англ. «Effects of Chlorinated Hydrocarbon Insecticides upon Quail and Pheasants» ) и «Хроническая токсичность для перепёлок и фазанов некоторых хлорных инсектицидов» (англ. «Chronic Toxicity to Quail and Pheasants of Some Chlorinated Insecticides» ). Карсон превозносит исследования ДэУитта, называя его эксперименты на перепёлках и фазанах классическими, но при этом она перевирает данные, которые получил ДэУитт в ходе своих исследований. Так, ссылаясь на ДэУитта, Карсон пишет, что «эксперименты доктора ДэУитта (на перепёлках и фазанах) установили факт, что воздействие ДДТ, не причиняя никакого заметного вреда птицам, может серьёзно влиять на размножение. Перепёлки, в диеты которых добавлялся ДДТ, на всём протяжении сезона размножения выжили и даже произвели нормальное число яиц с живыми зародышами. Но немногие птенцы из этих яиц вылупились».
Однако Карсон упускает в своей книге цифры. Дело в том, что из яиц перепёлок, питавшихся пищей, содержащей ДДТ в больших количествах, а именно 200 ppm (то есть 0,02 %; для примера, в то время установленная в СССР предельно допустимая концентрация ДДТ для яиц составляла 0,1 ppm), вылупилось лишь 80 % птенцов, однако из яиц перепёлок контрольной группы, пища которых была свободна от ДДТ, вылупилось 83,9 %. Таким образом, разница между перепёлками, потребляющими пищу с ДДТ, и контрольной группой составила лишь 3,9 %, что не давало возможности сделать вывод относительно воздействия ДДТ на репродуктивную функцию у птиц.
Значительно позже было установлено, что ДДТ вызывает утончение скорлупы яиц и гибель эмбрионов. Однако различные группы птиц сильно различаются по своей чувствительности к ДДТ; хищные птицы проявляют наибольшую чувствительность, и в природных условиях часто можно обнаружить выраженное истончение скорлупы, тогда как куриные яйца сравнительно нечувствительны. Из-за упущений, допущенных Карсон в её книге, большинство экспериментальных исследований было поставлено с нечувствительными к ДДТ видами (такими как перепёлка), у которых часто обнаруживали лишь слабое истончение скорлупы или таковое вовсе отсутствовало. Таким образом, книга Карсон пустила науку ложным путём, определив объектом исследования птиц, не чувствительных к воздействию ДДТ, тем самым задержав ход исследований воздействия ДДТ на птиц на 20 лет.
Устойчивость к разложению
ДДТ обладает высокой устойчивостью к разложению : ни критические температуры , ни ферменты , занятые обезвреживанием [неизвестный термин ] чужеродных веществ, ни свет не способны оказать на процесс разложения ДДТ сколько-нибудь заметного эффекта. В результате, попадая в окружающую среду, ДДТ так или иначе попадает в пищевую цепь . Обращаясь в ней, ДДТ накапливается в значительных количествах сначала в растениях , затем в животных и, наконец, в человеческом организме .
Растения (водоросли) - 10х
Мелкие организмы (представителии зоопланктона - дафнии, циклопы) - 100х
Рыбы - 1000х
Хищные рыбы - 10000х
Это быстрое накопление ДДТ наглядно видно из следующего примера. Так, при исследовании одной экосистемы в озере Мичиган было обнаружено следующее накопление ДДТ в пищевых цепях: в донном иле озера - 0,014 мг/кг, в ракообразных , питающихся на дне - 0,41 мг/кг, в различных рыбах - 3-6 мг/кг, в жировой ткани чаек , питающихся этой рыбой - свыше 200 мг/кг.
Предполагаемая роль ДДТ в возникновении полиомиелита была отвергнута после того, как эта болезнь была взята под контроль с помощью вакцинации . (Интересно, что в 1940-х годах в США применяли ДДТ для борьбы с мухами, ошибочно полагая, что они разносят полиомиелит.) Сегодня отсутствует непосредственная возможности борьбы с сердечно-сосудистыми болезнями, раком и многими другими, менее распространёнными патологическими состояниями человека, возникновение которых ранее приписывалось ДДТ. Между тем, такие неподтверждённые заявления могут принести большой вред и, будучи приняты всерьёз, даже могут помешать научному поиску истинных причин и реальных мер предупреждения этих недугов.
Воздействие ДДТ на другие живые организмы (кроме человека)
Имеющиеся данные о последствиях токсического воздействия ДДТ на другие живые организмы можно обобщить следующим образом. Водные микроорганизмы более чувствительны к действию ДДТ, нежели наземные. При концентрации в окружающей среде 0,1 мкг/л ДДТ способен подавлять рост и фотосинтез зелёных водорослей.
Показатели как острой, так и хронической токсичности для различных видов водных беспозвоночных ДДТ неодинаковы. В целом ДДТ проявляет высокую токсичность для водных беспозвоночных при остром воздействии в концентрациях всего 0,3 мкг/л, причём токсические эффекты включают нарушения репродуктивной функции и развития, изменения со стороны сердечно-сосудистой системы, а также неврологические сдвиги.
ДДТ является высокотоксичным соединением для рыб: показатели LC50 (96 ч), полученные в статических тестах, колеблются от 1,5 мкг/л (большеротый окунь) до 56 мкг/л (гуппи). Остаточные уровни содержания ДДТ свыше 2,4 мг/кг икре зимней камбалы вызывали аномальное развитие эмбрионов; с аналогичными остаточными концентрациями, как было обнаружено, связана гибель мальков озёрной форели в натурных условиях. Основной мишенью токсического действия ДДТ может являться клеточное дыхание.
Земляные черви не чувствительны к острому токсическому воздействию ДДТ при уровнях, превышающих те, которые, вероятно, имеются в условиях окружающей среды.
ДДТ способен оказывать неблагоприятное действие на репродуктивную функцию птиц, вызывая утончение скорлупы яиц (что приводит к их разрушению) и гибель эмбрионов.
Некоторые виды млекопитающих, особенно летучие мыши , могут подвергаться неблагоприятному действию ДДТ. Летучие мыши, отловленные в природе (у которых в жировой ткани находили остаточное содержание ДДТ), погибали в результате искусственного голодания, служившего моделью потери жира в процессе миграционных перелётов.
Кроме того, было установлено канцерогенное, тератогенное и иммунотоксическое воздействие ДДТ на некоторые живые организмы.
Воздействие ДДТ на окружающую среду
В целом механизм воздействия ДДТ на окружающую среду можно представить следующим образом. В ходе применения, ДДТ неизбежно попадает в пищевую цепь. После чего он не нейтрализуется, распадаясь на безвредные вещества, а наоборот начинает циркулировать, накапливаясь в организмах живых существ. Помимо этого, ДДТ обладает токсическим воздействием на живые организмы разных уровней пищевой цепи, которое в ряде случаев неизбежно либо оказывает подавляющие действие на жизненно важные функции, либо влечёт смерть живого организма. Такое воздействие на окружающую среду может повлечь изменение видового состава флоры и фауны вплоть до полного искривления пищевой цепи, что в свою очередь может вызвать общий пищевой кризис и повлечь за собой необратимые процессы
Дихлордифенилтрихлорэтан, более известный под аббревиатурой ДДТ, был синтезирован еще в 1874 году, но только в 1937-м обнаружили, что это соединение очень ядовито для насекомых.
Первым случаем широкого применения нового инсектицида было массовое опыление дустом ДДТ тихоокеанских островов, предпринятое американской армией перед освобождением островов от японцев в 1942 году. Этим десантников защитили от малярии, лихорадки денге и других тропических болезней, переносимых насекомыми. Зимой 1944 года американских солдат в Неаполе опыляли дустом, чтобы уничтожить вшей.
После Второй мировой войны новый инсектицид начали широко применять для уничтожения вредителей сельского хозяйства, но через некоторое время выяснилось, что это вещество разлагается в природе крайне медленно, по пищевой цепи передается другим организмам, накапливается в них и медленно их отравляет. К тому же появились устойчивые к ДДТ линии насекомых, выдерживающие даже десятикратные дозы препарата. Поэтому уже почти тридцать лет в большинстве стран использование ДДТ запрещено (первой была Швеция, запретившая этот инсектицид в 1969 году). Правда, Всемирная организация здравоохранения не запретила ДДТ, но уже давно не финансирует его закупки развивающимися странами. Всемирный банк даже не дает кредитов странам, которые все еще применяют этот инсектицид.
Однако теперь обнаруживается, что нет лучшего средства для борьбы с малярийными комарами, чем ДДТ. Когда в Южной Африке с большим отставанием от других стран в 1996 году этот инсектицид запретили, заболеваемость малярией выросла в шесть с лишним раз, и спустя пять лет его снова разрешили. Только не надо распылять его тоннами с самолетов, летающих над городами, водоемами, болотами и сельскохозяйственными угодьями. Осторожное применение внутри жилищ, считают теперь специалисты, вполне допустимо. По данным ВОЗ, два грамма ДДТ на квадратный метр глинобитной стены уменьшают вероятность заражения жильцов дома малярией на 90%. Опрыскивание надо повторять всего лишь раз в год. Поэтому Всемирная организация здравоохранения одобрила применение ДДТ для опрыскиваний внутри помещений, указав, что это не только лучшее оружие для борьбы с малярийными комарами, но и самый дешевый и эффективный из инсектицидов. Если использовать ДДТ правильно, он не представляет угрозы для природы или человека.
К тому же недавно пришлось поставить под сомнение данные о накоплении ДДТ и ядовитых продуктов его распада в живой природе.
Около двадцати лет назад экологи, следящие за содержанием токсичных веществ в жире морских млекопитающих, стали обнаруживать в пробах жира неизвестные органические соединения с атомами хлора в молекуле. По структуре они напоминали ДДТ, и был сделан вывод, что препарат и продукты его разложения сносятся реками в океан, а там накапливаются в млекопитающих.
И вот недавно в пузырьке с китовым жиром, сохранившемся в поставленном на вечный прикол у берегов Коннектикута (США) последнем паруснике-китобое, найдены те же соединения - целых 11 их разновидностей. Поскольку проба жира относится к 1921 году, когда ДДТ не производили и не применяли, остается заключить, что эти соединения синтезируются где-то в океане. Где именно - пока неясно, известно только, что нечто вроде ДДТ производят симбиотические бактерии, живущие в морских губках и, видимо, защищающие этим своих хозяев от поедания.
В связи со способностью ДДТ накапливаться и длительно задерживаться в нем, большой интерес представляет вопрос, какова судьба ДДТ в организме человека. Не менее важен и вопрос о влиянии накопленного в жировой ткани ДДТ на здоровье людей, заболеваемость, рождаемость, продолжительность жизни, т.е. каков характер хронического отравления ДДТ.
Установлено, что ДДТ в организме не является стабильным и покоящимся. Он подвергается ряду превращений и постепенно распадается с образованием менее токсичных метаболитов - ДДЕ (2,2-дихлорэтилен), ДДД , ДДУ (4,4-дихлор-дифенилуксусная кислота). Может образовываться ДДЕ 50% и более.
Мнения о высвобождении ДДТ из жировой ткани и токсическом проявлении действия пестицида в организме разноречивы. В период стрессовых состояний, болезни и других неблагоприятных для организма состояний, связанных с его ослаблением, возможен расход жировой ткани, сопровождаемый высвобождением ДДТ и последующим отравлением им. Имеются и противоположные данные. В решении вопроса об опасности для здоровья населения накопления в жировой ткани людей ДДТ или его метаболитов необходимы дополнительные данные.
Установлено, что кумулированный в жировой ткани ДДТ не оказывает влияния на продолжительность жизни. Не установлено также зависимости содержания ДДТ в жировой ткани и причиной смерти. Опасность перехода накопленного в жировой ткани ДДТ в кровь и органы, богатые жиром (головной мозг), и возникновение интоксикации экспериментально не подтвердились.
В разных странах зарегистрированы острые отравления ДДТ, которые, как правило, носят характер несчастных случаев. С точки зрения гигиены питания, основное значение имеет выявление влияния на здоровье населения продолжительного поступления небольших количеств ДДТ и его метаболитов в виде остаточных количеств в составе пищевых продуктов.
Прежде всего, необходимо исключить опасность ДДТ в канцерогенном отношении. Проведенное изучение не выявило канцерогенных свойств ДДТ. Какой-либо связи количественного содержания ДДТ в жировой ткани людей с развитием новообразований не установлено.
У животных при длительном нанесении растворов ДДТ на кожу не наблюдали образования опухоли. По данным Американского государственного онкологического института (Бетессда), ДДТ не относится к канцерогенным веществам (Hulper, 1963). ДДТ относится в равной мере, как к паренхиматозным, так и к нервным ядам, а также к веществам, неблагоприятно действующим на состав крови и вызывающим гипохромию эритроцитов.
Хроническая интоксикация ДДТ
Проявление хронической интоксикации ДДТ может протекать в виде следующих синдромов:
1) астеновегетативного
2) полиневритического
3) сердечнососудистого
4) печеночного.
При хронической интоксикации малыми дозами ДДТ может возникнуть ряд функциональных нарушений пищеварительной системы. При этом нарушается секреторная и кислотообразующая функция желудка по типу гипацидного гастрита.
ДДТ является одним из наиболее типичных представителей хлорорганических пестицидов, и многое сказанное о нем может быть отнесено в той или иной степени к другим пестицидам этой группы.
Согласно существующему санитарному законодательству, остаточное содержание ДДТ в овощах и фруктах допускается в количестве 0,5 мг/кг. Во всех остальных продуктах питания ДДТ быть не должно.
Учитывая отрицательные свойства ДДТ, с 1 января 1970 года производство ДДТ прекращено.
Гексахлорциклогексан (ГХЦГ) открыт одновременно с ДДТ и также получил широкое распространение. Известны два его производные - гексахлоран и линдан.
Гексахлоран содержит 10-1 5% инсектицидноактивного гамма-изомера гексахлорциклогексана. Он обладает отрицательным свойством сообщать обрабатываемым продуктам стойко удерживаемый неприятный затхлый запах и вкус.
В связи с этим применение гексахлорана регламентируется не только с точки зрения его токсических свойств, но и по органолептическим показателям.
Линдан не обладает отрицательными свойствами гексахлорана, не изменяет органолептических свойств обрабатываемых культур, в связи с чем получил преимущественное использование в сельскохозяйственной практике.
Кроме того, линдан более активен в инсектицидном действии, чем ДДТ. В отличие от ДДТ линдан способен проникать внутрь растений и распространяться по растительным тканям.
Линдан обладает высокой острой токсичностью в отношении теплокровных животных. Летальная доза его для человека при оральном поступлении составляет 150-200 мг/кг веса тела или 10-14 г для человека весом 70 кг.
Линдан не обладает канцерогенным действием. Обладает всеми свойствами, присущими хлорорганическим пестицидам. Однако большинство отрицательных свойств у линдана выражены слабее, чем у ДДТ. Токсическое действие линдана и гексахлорана направлено преимущественно на центральную нервную систему и паренхиматозные органы.
Линдан сравнительно легко метаболизирует и быстро выводится из организма. Он не накапливается в жировой ткани людей в значительных концентрациях, не задерживается в организме на продолжительное время и удаляется из организма в течение двух недель.
При использовании линдана исключается опасность массивного накопления его в организме человека. Однако небольшие количества могут обнаруживаться в жировой ткани животных и человека.
Гексахлоран реже других хлорорганических препаратов обнаруживается в тканях людей. В пищевых продуктах линдан также находится в небольшой концентрации в составе остаточных количеств пестицидов.
Высокие концентрации линдана могут создаваться в корнеплодах.
Картофель, репа, свекла, морковь могут содержать остатки пестицида в концентрациях, ухудшающих органолептические показатели этих продуктов. Особо выделяется морковь, которая способна накапливать значительные количества линдана. Такая избирательная, повышенная способность моркови кумулировать линдан связана с хорошей растворимостью инсектицида в эфирном масле моркови.
В почве линдан сохраняется менее продолжительное время по сравнению с ДДТ и таким образом в меньшей степени накапливается в ней.
Санитарным законодательством гексахлоран и линдан не допускаются в продуктах питания животного происхождения - молоке, мясе, яйцах, масле. В остальных продуктах гексахлорана допускается 1 мг/кг и линдана 2 мг/кг (временно).
Высокой токсичностью отличаются препараты диенового синтеза - алдрин, дилдрин, эндрин, изодрин, хлордан, гептахлор. Применение этих инсектицидов строго регламентируется и ограничивается вплоть до полного исключения их из сельскохозяйственной практики. Согласно действующему санитарному законодательству, остаточное содержание алдрина, гептахлора во всех пищевых продуктах не допускается.
Имеется ряд малотоксичных, но достаточно активных в инсектицидном отношении хлорорганических препаратов. К ним относятся пертан, ДДД, метоксихлор - DL 50 превышает 4000 мг/кг; эфирсульфонат (овотран) - DL 50 2650 мг/кг; натриевая соль, 2,4-Д - DL 50 1400 мг/кг.
Все эти препараты широко применяются сейчас и имеют перспективу дальнейшего использования в практике сельскохозяйственного производства.
Это не про Шевчука, а про известный всему миру хлоруглеводород 1, 1, 1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан, он же дихлордифенилтрихлорэтан, ДДТ, в просторечии - дуст.
Были времена, когда человечество не мыслило свою жизнь без этого пестицида или ядохимиката. Порошки-дусты, содержащие ДДТ, распыляли на полях, в лесах, на болотах, в квартирах; их добавляли в мыло, ткани, в воду, которой протирали полы.
ДДТ появился в 1874 году в лаборатории австрийского химика Омара Цайдлера. «Свидетельством о рождении» стали «Доклады немецкого общества химиков». Этого никто не заметил. По-прежнему вредные насекомые уничтожали до половины урожая и распространяли опасные болезни. Земледельцы тропической зоны, страдавшие от этих напастей сильнее, чем европейцы, не читали химических журналов, а химики-органики не занимались сельским хозяйством.
Первая мировая война нашла принципиально новое применение идеям учёных, занимавшихся органическим синтезом. Они начали создавать боевые отравляющие вещества. Наконец заключили мир. Иприт и фосген больше не требуются, необходима конверсия производства. В это время до чрезвычайности расплодились насекомые-вредители. В нашей стране в конце 20-х годов гусеницы лугового мотылька повредили посевы свёклы на таких площадях, что появилась невесёлая шутка, - «мотылек съел Днепрогэс». (В смысле - такие же деньги.)
Химики-органики, закалённые в боях империалистической войны, встретили нового для себя врага во всеоружии, и когда в 1939 году швейцарец Пауль Мюллер сообщил, что 1,1,1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан имеет инсектицидные свойства, он никого этим не удивил - с такой целью уже испытали десятки тысяч соединений, а тысячи подготовили к производству. И все-таки выбор пал именно на ДДТ.
«Победил» он из-за своей токсичности для всех без исключения насекомых. Уже шла вторая мировая война, и к опасности голода добавилась угроза эпидемий - сыпного тифа, малярии, других болезней, распространяемых членистоногими. Требовался универсальный яд - против саранчи, вшей, мухи це-це, тараканов.
Запах дуста не отпугивал насекомых, они спокойно садились на обработанные препаратом поверхности, где и заканчивали жизненный путь. Кстати, ДДТ совершенно не портил полированную мебель, что имеет значение, когда борешься с бытовыми насекомыми. Не осталась незамеченной необычайная стойкость пестицида - однажды опылённая поверхность в течение многих месяцев оставалась смертельной для шестиногих. Ещё одно преимущество, выгодно отличавшее ДДТ от других кандидатов в «главные» инсектициды, - сравнительно низкая токсичность для человека и других теплокровных. Доза однократного приёма в 500 - 700 мг считалась совершенно безопасной, поэтому случайно отравиться было практически невозможно. Отметим, что случаев смертельного отравления ДДТ за всю историю его применения не зафиксировано.
Последним козырем для сомневающихся хозяев химических компаний стала крайняя простота и дешевизна производства этого ядохимиката. Исходным сырьём служил хлораль, который получали, пропуская хлор через этиловый спирт:
C2H5OH + 4Cl2 -> CCl3CHO + 5HCl
Затем хлораль в присутствии водоотнимающего средства реагировал с хлорбензолом:
CCl3CHO + 2C6H5Cl -> CCl3CH(C6H5Cl)2 + H2O
и получался искомый дихлордифенилтрихлорэтан. Поскольку все реактивы были дёшевы и доступны, ДДТ быстро начали производить во многих странах мира. Наступила новая эра - эра тотальной химической борьбы человека против мешающих ему спокойно жить представителей животного и растительного мира.
Действительно, ДДТ спас миллионы жизней. Страшный бич всех тёплых краёв, малярийный плазмодий, почти лишился своего распространителя - комара. Не в лучшем положении оказались муха це-це и другие насекомые - переносчики опасных болезней. Нобелевскую премию 1948 года в области медицины Паулю Мюллеру присудили вполне заслуженно.
Отнюдь нелишним был ДДТ в коммунальном хозяйстве, ветеринарии, растениеводстве. Казалось, человечеству открылся путь в сытое и здоровое будущее.
Только вот комнатные мухи, первыми испытавшие на себе инсектицидные свойства ДДТ, вдруг перестали реагировать даже на лошадиные дозы дуста, что впервые заметили в 1946 году. Но поскольку исключения должны лишь подтверждать правило, над этим фактом никто всерьёз не задумался.
Первые тёмные пятнышки на репутации ДДТ начали появляться в середине 50-х годов. Особенно старательно их «разглядывали» учёные США. Действительно, если в 1942 году в тканях жителей этой страны ДДТ не было, то в 1950 году его содержание подскочило до 5,3мг/кг, а в 1953 - утроилось. Насекомых, невосприимчивых к препарату, становилось все больше и больше: в 1956 году - 36, в 1958 - 85. Некоторые токсикологи обнаружили явную зависимость между количеством применённого препарата и ростом заболеваемости гепатитом и пневмонией в сельскохозяйственных округах.
Медики вновь принялись за изучение этого ядохимиката, но теперь их отзывы носили совсем иной тон. Прозвучал пугающий термин «отдалённые последствия», Пока он обозначал лишь способность ДДТ к аккумуляции, то есть накапливаться в тканях животных и человека. Особую тревогу вызывало свойство препарата увеличивать свою концентрацию по мере продвижения в пищевых цепях. Так, жир пресноводных рыб содержал его на пять порядков больше, чем вода, в которой их поймали.
Самым печальным событием, связанным с применением этого инсектицида, стала гибель целых популяций птиц. Содержание ДДТ в их тканях превышало фоновые показатели в десятки тысяч раз. Для острого отравления такой концентрации все равно было недостаточно, но проявлялся побочный эффект - истончалась скорлупа яиц. Именно поэтому в гнездовье бурых пеликанов в Южной Калифорнии (объёмы применяемого ДДТ в то время было максимальны) у 550 пар вывелись лишь пять птенцов, остальных эмбрионов самки раздавили во время насиживания. Повышенной чувствительностью к препарату отличались и насекомоядные пернатые: через три дня после обработки леса в штате Нью-Гемпшир дустом отравилось до трёх четвертей малиновок, дятлов и других птиц. В сентябре 1962 года вышла в свет книга «Безмолвная весна», будущий бестселлер. Её автор - Рэчел Карсон - так убедительно рассказала о печальных последствиях, которые несёт природе использование химических средств защиты вообще и ДДТ в первую очередь, что американский конгресс и президент Кеннеди создали парламентскую и правительственную комиссии для слушания «дела о пестицидах».
Но четыре миллиона тонн, произведённых и распылённых над полями, лесами, болотами, росчерком пера не уничтожить. Благодаря «стойкости препарата в окружающей среде» дуст, попавший в атмосферу, оставался там на века, частично оседая в океанских водах, почве, организмах живых существ. Период обращения его частиц вокруг земного шара составлял три-четыре недели.
ДДТ оказался одним из первых глобальных загрязнителей, показав человечеству, сколь тесен мир. В Антарктиде на каждом квадратном метре обнаружили 4*10-9 грамма этого вещества; в некоторых частях ледового материка пестицида было в сотни раз больше. Наивные шведы, решившие определить содержание ДДТ в своих почвах, ориентировались на шестьсот тонн, применённых на территории страны. Они ошиблись в пять раз, причём в большую сторону.
Вскоре было доказано, что в организме людей, страдающих гипертонией и другими заболеваниями сердечно-сосудистой системы, концентрация пестицида несколько выше, чем в тканях здорового человека. Когда же выяснили, что у матерей, в молоке которых обнаруживался ДДТ, недоношенные дети рождались в два, а мёртвые - в полтора раза чаще, медики потребовали немедленно запретить препарат. Уже в середине 60-х годов большинство развитых стран так или иначе ограничили использование этого пестицида на своей территории. К 1970 года весь цивилизованный мир, в том числе СССР, объявил ДДТ «вне закона».
В справедливости этого сразу же усомнились, причём не только химики. Американец Н. Борлоуг, получивший Нобелевскую премию за создание высокоурожайных сортов зерновых специально для тропических стран, свою речь в Комитете по продовольствию и здравоохранению при ООН назвал: «ДДТ или голод?». Перечислив заслуги препарата перед неблагодарным человечеством, он упомянул о более чем любопытном факте - остатки ДДТ обнаружили в почвенных образцах, законсервированных в 1911 году.
Были и другие удивительные факты. Пусть ветры из-за границы и принесли две с лишним тысячи тонн пестицида в Швецию, но чем же объяснить то, что в жировой ткани горожан содержится ДДТ больше, чем у сельских жителей?
Самое непонятное известие пришло из Лос-Анджелеса. Панцири крабов, избравших местом жительства сброс городской канализации в море, содержали в 45 раз больше дихлордифенилтрихлорэтана, чем хитиновые оболочки их собратьев, обитавших по соседству, в оросительных системах рисовых полей, где и использовался пестицид. Ключ к тайне канализационных крабов - ПХБ. Это обозначает целый класс соединений - полихлорбифенилов. Крайне опасные загрязнители, содержащиеся в пластмассах, выбросах химического производства и много ещё где. Воды калифорнийского побережья сильно загрязнены этими самыми ПХБ, а панцирные морские обитатели как раз накапливают полихлорбифенилы в значительных количествах (лангуст, например - до 68 весовых частей на миллион).
«Полная идентичность поведения ПХБ и хлорорганических пестицидов (в число которых как раз и входит ДДТ) при любых методах анализа являются причинами ложного заключения о загрязнении окружающей среды последними», - гласят Временные методические рекомендации по контролю за загрязнением почв, изданные в 1983 году.
И все-таки решение, принятое в 1970 году, правильное. Дело в том, что при имевшемся тогда методе синтеза препарата искомый 1,1,1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан составлял лишь 70%. Остальное - смесь различных ПХБ, абсолютно безвредная для насекомых, зато очень опасная для человека. К тому же, если чистый 1,1,1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан распадается в растениях до 90% уже через месяц, то для разложения технического препарата требуется не менее 180 лет.
Стоило лишь вовремя изменить технологию синтеза или изобрести совершенные методы очистки ДДТ, и обошлось бы без планетарных запретов. Кстати, уже в 70-е годы появились некоторые способы разделения технического ДДТ и даже специальные добавки, ускоряющие его распад под воздействием почвенной влаги. Увы, общественное мнение не вняло голосу разума, и ДДТ должен был исчезнуть.
Пришедшие ему на смену фосфорорганические инсектициды не раз служили причиной тяжёлых и даже смертельных отравлений тех, кто с ними работал, но зато они быстро разлагались в окружающей среде - настолько быстро, что опрыскивания приходилось повторять много раз. Напомним, самые совершенные боевые ОВ нервно-паралитического действия - ближайшие родственники карбофоса, хлорофоса и других фосфороорганичеких пестицидов.
